JP2006020702A - Device and system for introduction into subject - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被検体内に導入され、該被検体内を移動する被検体内導入装置および被検体内導入装置を用いた被検体内導入システムに関するものである。 The present invention relates to an intra-subject introduction apparatus that is introduced into a subject and moves within the subject, and an intra-subject introduction system using the intra-subject introduction apparatus.
近年、内視鏡の分野においては、飲込み型のカプセル型内視鏡が提案されている。このカプセル型内視鏡には、撮像機構と無線通信機構とが設けられている。カプセル型内視鏡は、観察(検査)のために被検体の口から飲込まれた後、自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃、小腸などの臓器の内部をその蠕動運動に従って移動し、移動に伴い、例えば0.5秒間隔で被検体内画像の撮像を行う機能を有する。 In recent years, in the field of endoscopes, swallowable capsule endoscopes have been proposed. This capsule endoscope is provided with an imaging mechanism and a wireless communication mechanism. The capsule endoscope is swallowed from the mouth of the subject for observation (examination) until it is spontaneously discharged until it is spontaneously discharged. It has a function of moving and taking images of the in-subject image at intervals of 0.5 seconds, for example.
体腔内を移動する間、カプセル型内視鏡によって体内で撮像された画像データは、順次無線通信により外部に送信され、外部に設けられたメモリに蓄積される。無線通信機能とメモリ機能とを備えた受信機を携帯することにより、被検体は、カプセル型内視鏡を飲み込んだ後、排出されるまでの間に渡って、自由に行動できる。カプセル型内視鏡が排出された後、医者もしくは看護士においては、メモリに蓄積された画像データに基づいて臓器の画像をディスプレイに表示させて診断を行うことができる(例えば、特許文献1参照。)。 While moving inside the body cavity, image data captured inside the body by the capsule endoscope is sequentially transmitted to the outside by wireless communication and stored in a memory provided outside. By carrying a receiver having a wireless communication function and a memory function, the subject can freely act after swallowing the capsule endoscope and before being discharged. After the capsule endoscope is ejected, a doctor or a nurse can make a diagnosis by displaying an image of an organ on a display based on image data stored in a memory (see, for example, Patent Document 1). .)
しかしながら、従来のカプセル型内視鏡は、被検体内部における撮像視野を制御することが困難であるという課題を有する。すなわち、上記したように、被検体内部におけるカプセル型内視鏡の移動は、通過経路たる消化器官の蠕動運動等によって行われるものであって、カプセル型内視鏡自身の作用によって移動するものではない。 However, the conventional capsule endoscope has a problem that it is difficult to control the imaging field of view inside the subject. That is, as described above, the movement of the capsule endoscope inside the subject is performed by the peristaltic movement of the digestive organ as a passage route, and is not moved by the action of the capsule endoscope itself. Absent.
このため、蠕動運動等の態様の変化によって、カプセル型内視鏡の指向方向はランダムに変化しうることとなり、この結果、カプセル型内視鏡に備わる撮像機構の視野もランダムに変化することとなり、診断、観察等に必要な部位を必ず撮像できるという保証がないこととなる。 For this reason, the orientation direction of the capsule endoscope can change randomly due to changes in the aspect such as the peristaltic motion, and as a result, the field of view of the imaging mechanism provided in the capsule endoscope also changes randomly. Therefore, there is no guarantee that a part necessary for diagnosis, observation, etc. can be imaged.
また、特にカプセル型内視鏡のように小型・低消費電力が要求される撮像機構の場合、撮像機構に備わる光学系にピント調整機構を設けることは得策ではなく、通常は、撮像機構に備わる光学系は、ピント調整機能を備えない固定焦点式のものが用いられる。そして、かかる構成の場合には光学系の焦点距離は一定の値に定められることとなるため、視野の変動に応じて被写体までの距離が変動することにより、ピントのずれた画像データが取得されることとなる。かかる画像データを用いた診断等の精度も低下することになり、妥当ではない。 In particular, in the case of an imaging mechanism that requires small size and low power consumption, such as a capsule endoscope, it is not a good idea to provide a focus adjustment mechanism in the optical system provided in the imaging mechanism, and is usually provided in the imaging mechanism. As the optical system, a fixed focus type that does not have a focus adjustment function is used. In such a configuration, since the focal length of the optical system is set to a constant value, the image data out of focus is acquired by changing the distance to the subject according to the change in the visual field. The Rukoto. The accuracy of diagnosis using such image data is also lowered, and is not appropriate.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、所定の領域に関して確実に被検体内情報を取得することが可能なカプセル型内視鏡等の被検体内導入装置および被検体内導入装置を用いた被検体内導入システムを実現することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an intra-subject introduction apparatus such as a capsule endoscope that can reliably acquire intra-subject information regarding a predetermined region, and an intra-subject introduction apparatus It is an object to realize an in-subject introduction system using the.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1にかかる被検体内導入装置は、自由空間において所定の基準方向に重力が印加されるよう形成されており、被検体内に導入されて被検体内部の情報である被検体内情報を取得する被検体内導入装置であって、前記基準方向を定める加重部材と、前記基準方向を含む範囲の被検体内情報を取得する第1被検体内情報取得手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the in-subject introduction apparatus according to claim 1 is formed so that gravity is applied in a predetermined reference direction in free space, and is introduced into the subject. An intra-subject introduction apparatus for acquiring in-subject information, which is information inside the subject, and a weighting member for determining the reference direction, and first in-subject information in a range including the reference direction In-subject information acquisition means is provided.
この請求項1の発明によれば、自由空間における重力の印加方向である基準方向を含む範囲の被検体内情報を取得する第1被検体内情報取得手段を備えることとしたため、被検体に導入後、第1被検体内情報取得手段は通過経路たる器官の内壁のうち、当該被検体内導入装置と接触する部分における被検体内情報を取得することが可能である。 According to the first aspect of the present invention, the first in-subject information acquisition means for acquiring the in-subject information in a range including the reference direction that is the direction of application of gravity in the free space is provided. Thereafter, the first in-subject information acquisition means can acquire in-subject information at a portion of the inner wall of the organ that is a passage route that contacts the in-subject introduction device.
また、請求項2にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記第1被検体内情報取得手段における情報取得方位と異なる範囲の被検体内情報を取得する第2被検体内情報取得手段をさらに備え、前記第1被検体内情報取得手段は、前記第2被検体内情報取得手段の情報取得対象よりも近距離の対象に関する被検体内情報を取得することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the in-subject introduction apparatus according to the second aspect, wherein the second in-subject information acquisition for acquiring in-subject information in a range different from the information acquisition direction in the first in-subject information acquisition means. And a first in-subject information acquiring unit that acquires in-subject information relating to an object at a shorter distance than the information acquisition target of the second in-subject information acquiring unit.
また、請求項3にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記被検体内情報は、被検体内部の所定の領域を撮像することによって取得される被検体内画像であって、前記第1被検体内情報取得手段は、所定の受光面に対して外部から入射する光を結像する第1光学系を備え、前記第2被検体内情報取得手段は、所定の受光面に対して外部から入射する光を結像する第2光学系を備え、前記第1光学系は、前記第2光学系よりも短い焦点距離を有することを特徴とする。 Further, in the in-subject introduction apparatus according to claim 3, in the above invention, the in-subject information is an in-subject image acquired by imaging a predetermined region inside the subject, The first in-vivo information acquiring means includes a first optical system that forms an image of light incident from the outside on a predetermined light receiving surface, and the second in-vivo information acquiring means is provided on the predetermined light receiving surface. And a second optical system that forms an image of light incident from the outside, wherein the first optical system has a shorter focal length than the second optical system.
また、請求項4にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、前記第1光学系は、前記第2光学系よりも大きい焦点深度を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the in-subject introduction device according to the above invention, the first optical system has a greater depth of focus than the second optical system.
また、請求項5にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、少なくとも第1被検体内情報取得手段に対して駆動電力を供給すると共に、前記加重部材として機能する電力供給手段をさらに備えたことを特徴とする。
The in-subject introduction apparatus according to
また、請求項6にかかる被検体内導入装置は、上記の発明において、当該被検体内導入装置の位置検出用の磁場を形成する機能を有すると共に、前記加重部材として機能する磁場形成手段をさらに備えたことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the in-subject introduction device according to the above-mentioned invention, further comprising a magnetic field forming unit having a function of forming a magnetic field for position detection of the in-subject introduction device and functioning as the weight member. It is characterized by having.
また、請求項7にかかる被検体内導入システムは、自由空間において所定の基準方向に重力が印加されるよう形成されており、被検体内に導入されて被検体内部の情報である被検体内情報を取得する被検体内導入装置と、該被検体内導入装置から送信された無線信号を受信する受信装置とを備えた被検体内導入システムであって、前記被検体内導入装置は、前記基準方向を定める加重部材と、前記基準方向を含む範囲の被検体内情報を取得する第1被検体内情報取得手段と、取得された被検体内情報を含む無線信号を送信する送信手段とを備え、前記受信装置は、受信した無線信号の受信処理を行う受信回路と、前記受信回路から出力された信号に所定の処理を行うことによって被検体内情報を抽出する信号処理手段とを備えたことを特徴とする。 The in-subject introduction system according to claim 7 is formed so that gravity is applied in a predetermined reference direction in a free space, and is introduced into the subject and is information inside the subject. An intra-subject introduction system comprising an intra-subject introduction apparatus for acquiring information and a receiving apparatus for receiving a radio signal transmitted from the intra-subject introduction apparatus, wherein the intra-subject introduction apparatus includes A weighting member for determining a reference direction; first in-subject information acquisition means for acquiring in-subject information in a range including the reference direction; and transmission means for transmitting a radio signal including the acquired in-subject information. The receiving apparatus includes a receiving circuit that performs reception processing of the received radio signal, and signal processing means that extracts in-vivo information by performing predetermined processing on the signal output from the receiving circuit. With features That.
また、請求項8にかかる被検体内導入システムは、上記の発明において、前記被検体内導入装置は、位置検出用の磁場を形成する機能を有すると共に、前記加重部材として機能する磁場形成手段をさらに備え、前記受信装置は、前記磁場形成手段によって形成された磁場を測定する磁場測定手段と、前記磁場測定手段の測定結果に基づいて前記被検体内導入装置の位置を導出する位置導出手段とをさらに備えたことを特徴とする。 According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the in-subject introduction system according to the above invention, wherein the in-subject introduction apparatus has a function of forming a magnetic field for position detection, and a magnetic field forming unit that functions as the weight member. The receiving apparatus further includes: a magnetic field measuring unit that measures the magnetic field formed by the magnetic field forming unit; and a position deriving unit that derives a position of the in-subject introduction device based on a measurement result of the magnetic field measuring unit. Is further provided.
本発明にかかる被検体内導入装置および被検体内導入システムは、自由空間における重力の印加方向である基準方向を含む範囲の被検体内情報を取得する第1被検体内情報取得手段を備えることとしたため、被検体に導入後、第1被検体内情報取得手段は通過経路たる器官の内壁のうち、当該被検体内導入装置と接触する部分における被検体内情報を取得することが可能であるという効果を奏する。 An in-subject introduction apparatus and an in-subject introduction system according to the present invention include first in-subject information acquisition means for acquiring in-subject information in a range including a reference direction that is a direction of application of gravity in free space. Therefore, after the introduction into the subject, the first in-subject information acquisition means can acquire the in-subject information at the portion of the inner wall of the organ that is the passage route that contacts the in-subject introduction device. There is an effect.
以下、この発明を実施するための最良の形態である被検体内導入装置および被検体内導入システムについて説明する。なお、図面は模式的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、それぞれの部分の大きさの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきであり、図面の相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。 Hereinafter, an intra-subject introduction apparatus and an intra-subject introduction system which are the best modes for carrying out the present invention will be described. Note that the drawings are schematic, and it should be noted that the relationship between the thickness and width of each part, the ratio of the size of each part, and the like are different from the actual ones. As a matter of course, there are included portions having different dimensional relationships and ratios.
(実施の形態1)
まず、実施の形態1にかかる被検体内導入システムについて説明する。図1は、本実施の形態1にかかる被検体内導入システムの全体構成を示す模式図である。図1に示すように、本実施の形態1にかかる被検体内導入システムは、被検体1の内部に導入されて所定の経路に沿って移動するカプセル型内視鏡2と、カプセル型内視鏡2から送信された、被検体内情報を含む無線信号を受信する受信装置3と、受信装置3によって受信された無線信号に含まれる被検体内情報の内容を表示する表示装置4と、受信装置3と表示装置4との間の情報の受け渡しを行うための携帯型記録媒体5とを備える。
(Embodiment 1)
First, the in-subject introduction system according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of the in-subject introduction system according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the in-subject introduction system according to the first embodiment includes a capsule endoscope 2 that is introduced into the subject 1 and moves along a predetermined path, and a capsule-type endoscope. A receiving device 3 for receiving a radio signal including in-subject information transmitted from the mirror 2; a display device 4 for displaying the contents of the in-subject information included in the radio signal received by the receiving device 3; A
表示装置4は、受信装置3によって受信された無線信号に基づいて、カプセル型内視鏡2によって撮像された被検体内画像等を表示するためのものであり、携帯型記録媒体5によって得られるデータに基づいて画像表示を行うワークステーション等のような構成を有する。具体的には、表示装置4は、CRTディスプレイ、液晶ディスプレイ等によって直接画像等を表示する構成としても良いし、プリンタ等のように、他の媒体に画像等を出力する構成としても良い。
The display device 4 is for displaying an in-vivo image captured by the capsule endoscope 2 based on the radio signal received by the receiving device 3, and is obtained by the
携帯型記録媒体5は、受信装置3および表示装置4に対して着脱可能であって、両者に対する装着時に情報の出力および記録が可能な構造を有する。具体的には、携帯型記録媒体5は、カプセル型内視鏡2が被検体1の体腔内を移動している間は受信装置3に装着されて被検体内画像を記憶する。そして、カプセル型内視鏡2が被検体1から排出された後に、受信装置3から取り出されて表示装置4に装着され、記録したデータが表示装置4によって読み出される構成を有する。受信装置3と表示装置4との間のデータの受け渡しをコンパクトフラッシュ(登録商標)メモリ等の携帯型記録媒体5によって行うことで、受信装置3と表示装置4との間が有線接続された場合と異なり、カプセル型内視鏡2が被検体1内部を移動中であっても、被検体1が自由に行動することが可能となる。
The
受信アンテナ6a〜6hは、例えばループアンテナを用いて形成される。かかるループアンテナは、被検体1の体表面の所定の位置にそれぞれ配置された状態で使用され、好ましくは被検体1の体表面上に固定するための固定部材を備える。
The
受信装置3は、受信アンテナ6a〜6hのいずれかを介して受信された無線信号の受信処理を行うためのものである。図2は、受信装置3の構成を示すブロック図である。図2に示すように、受信装置3は、複数存在する受信アンテナ6a〜6hの中から無線信号の受信に適したものを選択するアンテナ選択部9と、アンテナ選択部9によって選択された受信アンテナ6を介して受信された無線信号に対して復調等の処理を行う受信回路10と、処理が施された無線信号に基づき被検体内画像等を抽出するための信号処理部11とを備える。また、受信装置3は、抽出された情報の出力等に関して所定の制御を行う制御部12と、抽出した情報を記憶する記憶部13と、受信回路10から出力された、受信した無線信号の強度に対応したアナログ信号をA/D変換するA/D変換部14と、各構成要素の駆動電力を供給する電力供給部15とを備える。
The receiving device 3 is for performing reception processing of a radio signal received via any of the
アンテナ選択部9は、複数備わる受信アンテナ6a〜6hの中から無線信号の受信に適したアンテナを選択するためのものである。具体的には、アンテナ選択部9は、制御部12の制御に基づいて所定の受信アンテナ6を選択し、選択した受信アンテナ6を介して受信された無線信号を受信回路10に対して出力する機能を有する。
The antenna selection unit 9 is for selecting an antenna suitable for receiving a radio signal from among a plurality of
受信回路10は、選択された受信アンテナ6を介して受信された無線信号に対して、復調等の所定の処理を行うためのものである。また、受信回路10は、無線信号の強度に対応したアナログ信号をA/D変換部14に対して出力する機能を有する。
The receiving
信号処理部11は、受信回路10によって所定の処理が施された信号の中から所定の情報を抽出するためのものである。例えば、受信装置3によって受信される無線信号が撮像機能を有する電子機器から送信される場合には、信号処理部11は、受信回路10から出力された信号の中から画像データを抽出している。
The
制御部12は、アンテナ選択部9によるアンテナ選択動作を含む全体的な制御を行うためのものである。具体的には、制御部12は、信号処理部11から出力された情報を記憶部13に転送して記憶させると共に、A/D変換部14から出力された、受信強度に対応したディジタル信号(例えば、RSSI(Received Signal Strength Indicator :受信信号強度表示信号))に基づいて、使用する受信アンテナ6を決定し、アンテナ選択部9に対して指示する機能を有する。
The
記憶部13は、信号処理部11によって抽出された情報を記憶するためのものである。記憶部13の具体的構成としては、メモリ等を備えることによって記憶部13自体が情報を記憶することとしても良いが、本実施の形態1では、後述するように記憶部13は、携帯型記録媒体5に対して情報を書き込む機能を有することとする。
The
次に、カプセル型内視鏡2について説明する。カプセル型内視鏡2は、特許請求の範囲における被検体内導入装置の一例として機能するものであって、被検体内情報を取得し、取得した被検体内情報を含む無線信号を受信装置3に対して送信する機能を有する。 Next, the capsule endoscope 2 will be described. The capsule endoscope 2 functions as an example of an in-subject introduction apparatus in the scope of the claims. The capsule endoscope 2 acquires in-subject information and receives a radio signal including the acquired in-subject information. It has the function to transmit to.
図3は、カプセル型内視鏡2の構成を示す模式的な断面図である。図3に示すように、カプセル型内視鏡2は、被検体内画像を撮像する第1撮像部19と、第1撮像部19における撮像の際に照明光を供給する照明部20と、第1撮像部19と異なる視野を有する第2撮像部21と、第2撮像部21における撮像の際に照明光を供給する照明部22とを備える。また、カプセル型内視鏡2は、第1撮像部19によって撮像された画像および第2撮像部21によって撮像された画像を無線送信する送信部23と、第1撮像部19等に対して駆動電力を供給すると共に、後述する加重部材として機能する電源部24とを備える。また、カプセル型内視鏡2は、これらの構成要素を内蔵するための外装部材25を備え、外装部材25は、第1撮像部19および第2撮像部21の撮像視野に対応した撮像窓25a、25bを備えた構成を有する。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the capsule endoscope 2. As shown in FIG. 3, the capsule endoscope 2 includes a first imaging unit 19 that captures an in-subject image, an
第1撮像部19は、被検体内情報として被検体内画像を撮像するためのものであり、特許請求の範囲における第1被検体内情報取得手段の一例として機能するものである。具体的には、第1撮像部19は、所定の電子回路が形成された撮像基板19aと、撮像基板19a上に配置された撮像素子19bと、撮像素子19b上に外部から入射される光を結像する光学系19cと、光学系19cを保持するためのホルダ部材19dとを備える。
The first imaging unit 19 is for imaging an in-subject image as in-subject information, and functions as an example of first in-subject information acquisition means in the claims. Specifically, the first image pickup unit 19 includes an image pickup substrate 19a on which a predetermined electronic circuit is formed, an image pickup device 19b disposed on the image pickup substrate 19a, and light incident on the image pickup device 19b from the outside. An
撮像素子19bは、例えばCCD(Charge Coupled Device)によって形成され、結像された入力光を光電変換することによって、画像データを取得する機能を有する。光学系19cは、特許請求の範囲における第1光学系の一例として機能するものであって、撮像素子19bの受光面上に外部からの入力光を結像する機能を有し、所定の焦点距離およびF値を有するレンズによって構成される。なお、図3では単レンズによって表現されているが、所定の焦点距離およびF値を有し、撮像素子19bの受光面に対して入力光を結像する機能を有するものであれば、かかる構造に限定して解釈する必要がないことは言うまでもない。
The imaging element 19b is formed by a CCD (Charge Coupled Device), for example, and has a function of acquiring image data by photoelectrically converting the formed input light. The
照明部20は、第1撮像部19の撮像視野の範囲内における被検体内組織を照明する照明光を生成・出力するためのものである。具体的には、照明部20は、例えばLED(Light Emitting Diode)によって形成され、第1撮像部19の撮像タイミングに同期して照明光の生成・出力を行う機能を有する。
The
第2撮像部21は、第1撮像部19と同様に被検体内情報として被検体内画像を取得するためのものであって、特許請求の範囲における第2被検体内情報取得手段の一例として機能するためのものである。具体的には、第2撮像部21は、撮像基板21aと、撮像基板21a上に形成された撮像素子21bと、特許請求の範囲における第2光学系の一例として機能し、入力光を撮像素子21bの受光面上に結像するための光学系21cと、光学系21cを保持するホルダ部材21dとを備える。撮像基板21a、撮像素子21bおよびホルダ部材21dは、第1撮像部19に備わる撮像基板19a等と同様の構成、機能を有することから、ここでは説明を省略する。また、第2撮像部21による撮像の際に照明光の生成・出力を行う照明部22は、照明部20と同様にLED等によって構成され、第2撮像部21の撮像動作と同期しつつ照明光の出力を行う機能を有する。
The second imaging unit 21 is for acquiring an in-subject image as in-subject information like the first imaging unit 19, and is an example of second in-subject information acquisition means in the claims. It is for functioning. Specifically, the second imaging unit 21 functions as an example of the imaging substrate 21a, the imaging device 21b formed on the imaging substrate 21a, and the second optical system in the claims, and inputs the input light to the imaging device. The optical system 21c for image-forming on the light-receiving surface of 21b, and the holder member 21d holding the optical system 21c are provided. Since the imaging substrate 21a, the imaging element 21b, and the holder member 21d have the same configuration and function as the imaging substrate 19a and the like provided in the first imaging unit 19, description thereof is omitted here. In addition, the
ここで、第1撮像部19に備わる光学系19c(第1光学系)と、第2撮像部21に備わる光学系21c(第2光学系)との構成上の相違点について説明する。光学系19cおよび光学系21cは、いずれも焦点が固定された光学系であり、光学系と対応する撮像素子との位置関係が固定されている。そのため、対応する撮像素子の受光面(受像面)に対して結像性能が最良となる物体面までの距離(以下、「ベスト距離」と称する)が定められる。ここで、ベスト距離が短くなると近距離の物体の撮像が可能となり、ベスト距離が長くなると遠距離の物体の撮像が可能になるという関係が存在する。すなわち、ベスト距離を短くすることによって近距離の物体の撮像を可能とすることができる。
Here, differences in configuration between the
また、ベスト距離を短くする以外にも、焦点深度を向上させることによって近距離の物体の撮像が可能となる。焦点深度の向上は、光学系の焦点距離を小さくするか、F値を大きくすることによって可能である。以上説明したように、近距離の対象を撮像する機能を実現する観点からは、光学系19cは、第1に光学系19cのベスト距離が光学系21cのベスト距離より短く、第2に光学系19cの焦点距離が光学系21cの焦点距離よりも短く、第3に光学系19cのF値が光学系21cのF値よりも大きいという3通りの条件のうち、少なくとも一つを満たすよう形成されていることが好ましい。
In addition to shortening the best distance, it is possible to capture an object at a short distance by improving the depth of focus. The depth of focus can be improved by reducing the focal length of the optical system or increasing the F value. As described above, from the viewpoint of realizing the function of capturing an object at a short distance, the
送信部23は、第1撮像部19および第2撮像部21によって取得された被検体内画像のデータを含む無線信号を生成し、送信するためのものである。具体的には、送信部23は、送信基板23aと送信アンテナ23bとによって構成されており、送信基板23a上に形成された送信回路によって画像データを含む無線信号を生成し、送信アンテナ23bを介して受信装置3に対して無線信号を送信する機能を有する。 The transmission unit 23 is for generating and transmitting a wireless signal including data of the in-vivo image acquired by the first imaging unit 19 and the second imaging unit 21. Specifically, the transmission unit 23 includes a transmission board 23a and a transmission antenna 23b, generates a radio signal including image data by a transmission circuit formed on the transmission board 23a, and passes through the transmission antenna 23b. And has a function of transmitting a radio signal to the receiving device 3.
電源部24は、第1撮像部19等に対して駆動電力を供給するためのものである。具体的には、電源部24は、電気的に直列接続された蓄電池24a、24bと、蓄電池24aの陰極と接続する電極が形成された電極基板24cと、蓄電池24bの陽極と接続する電極が形成された電極基板24cとを備える。また、後述するように、電源部24は、特許請求の範囲における加重部材としても機能する。 The power supply unit 24 is for supplying driving power to the first imaging unit 19 and the like. Specifically, the power supply unit 24 includes storage batteries 24a and 24b that are electrically connected in series, an electrode substrate 24c on which an electrode that is connected to the cathode of the storage battery 24a is formed, and an electrode that is connected to the anode of the storage battery 24b. Electrode substrate 24c. As will be described later, the power supply unit 24 also functions as a weighting member in the claims.
次に、第1撮像部19、第2撮像部21および電源部24のカプセル型内視鏡2内における位置関係について説明する。図4は、第1撮像部19、第2撮像部21および電源部24の位置関係について示す模式図である。図4に示すように、カプセル型内視鏡2は、電源部24が加重部材として機能することによって、自由空間において矢印に示す方向(図4において下向き)に重力が印加されるよう形成されており、かかる矢印方向が基準方向として定まっている。なお、ここで「自由空間」とは、他の物体と接触することによる力が作用することのない空間のことをいい、理想的には重力および空気抵抗のみが作用する空間のことを言う。また、本実施の形態1において「基準方向」とは、カプセル型内視鏡2を自由空間に配置した場合に重力方向と一致することとなる方向のことを言う。 Next, the positional relationship within the capsule endoscope 2 of the first imaging unit 19, the second imaging unit 21, and the power supply unit 24 will be described. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a positional relationship between the first imaging unit 19, the second imaging unit 21, and the power supply unit 24. As shown in FIG. 4, the capsule endoscope 2 is formed so that gravity is applied in a direction indicated by an arrow (downward in FIG. 4) in free space by the power supply unit 24 functioning as a weighting member. The direction of the arrow is determined as the reference direction. Here, the “free space” refers to a space where force due to contact with another object does not act, and ideally refers to a space where only gravity and air resistance act. In the first embodiment, the “reference direction” refers to a direction that coincides with the direction of gravity when the capsule endoscope 2 is arranged in free space.
そして、第1被検体内情報取得手段たる第1撮像部19は、第1光学系たる光学系19cによって定まる撮像視野が、基準方向を含むよう形成され、例えば、光学系19cにおける光軸と基準方向とが一致するよう形成されている。一方で、第2被検体内情報取得手段たる第2撮像部21に関しては、第2光学系たる光学系21cの光軸が、第1撮像部19に備わる光学系19cの光軸と異なる方向となるよう配置され、第1撮像部19の撮像視野と異なる撮像視野を有している。具体的には、図4の例では第2撮像部21は、光学系21cの光軸が光学系19cの光軸に対して垂直方向となるよう配置されている。この結果、第1撮像部19は、通過経路たる消化器官27の内壁部分のうち、カプセル型内視鏡2と接触する部分を撮像視野に含むことになる。
The first imaging unit 19 as the first in-subject information acquisition unit is formed so that the imaging field of view determined by the
次に、本実施の形態1にかかる被検体内導入システムの利点について説明する。本実施の形態1では、カプセル型内視鏡2は、被検体内情報として被検体内画像を取得し、外部に送信する機能を有する。ここで、取得すべき被検体内画像の撮像対象としては、少なくともカプセル型内視鏡2が被検体1内部において移動する経路である消化器官の内壁が含まれ、少なくとも通過領域における消化器官の内壁部分を確実に撮像できることが好ましい。 Next, advantages of the in-subject introduction system according to the first embodiment will be described. In the first embodiment, the capsule endoscope 2 has a function of acquiring an in-subject image as in-subject information and transmitting it to the outside. Here, the imaging target of the in-subject image to be acquired includes at least the inner wall of the digestive organ that is a path along which the capsule endoscope 2 moves within the subject 1, and at least the inner wall of the digestive organ in the passage region. It is preferable that the part can be reliably imaged.
このため、本実施の形態1では、第1撮像部19の配置に関して、常に通過領域における消化器官の内壁部分を撮像できるよう工夫がなされている。上記したように、本実施の形態1において、第1撮像部19は、自由空間におけるカプセル型内視鏡2に対する重力印加方向たる基準方向を撮像視野の一部に含むよう形成されている。ここで、被検体1内部に導入されたカプセル型内視鏡2は、通過経路たる消化器官の内壁の構造の影響を受けつつ、最も安定した状態として基準方向が鉛直方向下方を指向する状態を維持するよう被検体1内部を移動する。そして、カプセル型内視鏡2は、重力の作用によって、自己に対して重力作用方向(すなわち、鉛直方向下方)に位置する内壁部分と接触しつつ移動する。 For this reason, in this Embodiment 1, the arrangement | positioning of the 1st imaging part 19 is made | formed so that the inner wall part of the digestive organ in a passage area | region can always be imaged. As described above, in the first embodiment, the first imaging unit 19 is formed so as to include a reference direction as a gravity application direction with respect to the capsule endoscope 2 in free space as a part of the imaging field. Here, the capsule endoscope 2 introduced into the subject 1 is affected by the structure of the inner wall of the digestive organ, which is the passage route, and has a state in which the reference direction is directed downward in the vertical direction as the most stable state. Move inside subject 1 to maintain. Then, the capsule endoscope 2 moves while being in contact with the inner wall portion located in the gravitational action direction (that is, vertically downward) with respect to itself by the action of gravity.
従って、カプセル型内視鏡2が被検体1内部を移動する際には、カプセル型内視鏡2は、ほぼすべての通過領域において自己に対して基準方向延長上に通過経路の内壁部分が接触した状態を維持することになる。このため、第1撮像部19が基準方向を撮像視野に含むよう配置されることによって、カプセル型内視鏡2は、第1撮像部19によって通過経路における消化器官の内壁部分を撮像し続けることが可能となるという利点を有することとなる。 Therefore, when the capsule endoscope 2 moves inside the subject 1, the capsule endoscope 2 is in contact with the inner wall portion of the passage route on the extension in the reference direction with respect to itself in almost all passage regions. Will be maintained. For this reason, the capsule endoscope 2 continues to image the inner wall portion of the digestive organ in the passage route by the first imaging unit 19 by arranging the first imaging unit 19 to include the reference direction in the imaging visual field. It has the advantage that is possible.
また、本実施の形態1では、第1撮像部19とは別に第2撮像部21を新たに設けることによって第1撮像部19と異なる範囲の被検体内画像を撮像する構成を採用しており、幅広い範囲における被検体内画像を撮像することが可能である。特に、本実施の形態1では、第1撮像部19が被検体1の内部組織のうちカプセル型内視鏡2と接触部分を撮像するよう構成されていることから、かかる接触部分以外の内部組織に関しては、第1撮像部19によっては撮像が困難である。このため、本実施の形態1では、第1撮像部19とは別に第2撮像部21を新たに設けることとし、第2撮像部21によって上記接触部分以外の範囲に関する被検体内画像を取得することを可能としている。 In the first embodiment, a configuration in which a second imaging unit 21 is newly provided separately from the first imaging unit 19 to capture in-subject images in a different range from the first imaging unit 19 is adopted. It is possible to capture in-subject images in a wide range. In particular, in the first embodiment, since the first imaging unit 19 is configured to image the contact portion with the capsule endoscope 2 in the internal tissue of the subject 1, internal tissues other than the contact portion are configured. With respect to, imaging is difficult depending on the first imaging unit 19. For this reason, in the first embodiment, a second imaging unit 21 is newly provided separately from the first imaging unit 19, and the in-subject image relating to a range other than the contact portion is acquired by the second imaging unit 21. Making it possible.
さらに、本実施の形態1におけるカプセル型内視鏡2は、第1撮像部19に備わる光学系19cの焦点距離が、第2撮像部21に備わる光学系21cの焦点距離よりも短くなるよう形成されている。すなわち、第1撮像部19はカプセル型内視鏡2と接触する部分、すなわちカプセル型内視鏡2ときわめて接近した部分の撮像を行っており、光学系19cが光学系21cよりも短い焦点距離を有することによって、カプセル型内視鏡2の近傍に位置する内壁部分に対して常にピントが合った状態で撮像することが可能であり、高品位な被検体内画像を取得することが可能であるという利点を有する。
Furthermore, the capsule endoscope 2 according to the first embodiment is formed so that the focal length of the
また、本実施の形態1では、カプセル型内視鏡2は、光学系19cによって定まる焦点深度が、光学系21cによって定まる焦点深度よりも大きくなるよう形成されている。すなわち、光学系19cを備えた第1撮像部19は、上記したようにカプセル型内視鏡2と接触する内壁部分の撮像を行うこととなるが、かかる内壁部分の表面は平滑面ではなく、微小な凹凸部分が形成されているのが通常である。従って、本実施の形態1では、かかる部分を撮像する第1撮像部19に関して、光学系19cの焦点深度を向上させた構成を採用することにより、内壁部分の凹部および凸部のいずれに関しても良好にピントが合わせられた被検体内画像を取得することを可能としている。
In the first embodiment, the capsule endoscope 2 is formed such that the depth of focus determined by the
さらに、本実施の形態1では、基準方向を定める加重部材として、電源部24を用いることとしている。電源部24を構成する蓄電池24a、24bは、カプセル型内視鏡2に備わる他の構成要素と比較して重い部材によって構成されるのが通常であることから、かかる部材を加重部材として用いることによって、カプセル型内視鏡2の基準方向を定めることが可能であって、別途基準方向規定用の加重部材を備える必要がない。このことは、小型かつ軽量であることが好ましいカプセル型内視鏡2にとって非常に好適であり、被検体1に対して負荷の少ないカプセル型内視鏡2を用いた被検体内導入システムを実現できるという利点を有することとなる。 Further, in the first embodiment, the power supply unit 24 is used as a weighting member that determines the reference direction. Since the storage batteries 24a and 24b constituting the power supply unit 24 are usually made up of heavier members than other components provided in the capsule endoscope 2, such members are used as weighting members. Thus, the reference direction of the capsule endoscope 2 can be determined, and it is not necessary to separately provide a weighting member for defining the reference direction. This is very suitable for the capsule endoscope 2 which is preferably small and light, and realizes an in-subject introduction system using the capsule endoscope 2 with a small load on the subject 1. It has the advantage of being able to.
(実施の形態2)
次に、実施の形態2にかかる被検体内導入システムについて説明する。本実施の形態2にかかる被検体内導入システムは、カプセル型内視鏡が位置検出用の磁場形成手段を備えた構成を有し、かかる磁場形成手段を特許請求の範囲における加重部材として利用する構成を採用している。
(Embodiment 2)
Next, the in-subject introduction system according to the second embodiment will be described. The in-subject introduction system according to the second embodiment has a configuration in which the capsule endoscope includes a magnetic field forming unit for position detection, and uses the magnetic field forming unit as a weighting member in the claims. The configuration is adopted.
図5は、本実施の形態2にかかる被検体内導入システムの全体構成について示す模式図である。なお、本実施の形態2において、実施の形態1と同様の名称、符号が付された構成要素は、以下で特に言及しない限り実施の形態1と同様の構成、機能を有するものとする。 FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the overall configuration of the intra-subject introduction system according to the second embodiment. In the second embodiment, components having the same names and reference numerals as in the first embodiment have the same configurations and functions as those in the first embodiment unless otherwise specified.
図5に示すように、本実施の形態2にかかる被検体内導入システムは、実施の形態1の構成に加えて磁場検出装置30a〜30hが固定部材31a、31bを介して被検体1に対して固定された構成を新たに備える。磁場検出装置30a〜30hによって検出された磁場は、受信装置29に出力されてカプセル型内視鏡28の位置検出に用いられることとなる。また、詳しくは後述するが、本実施の形態2において、カプセル型内視鏡28は、所定の磁場を形成するための磁場形成部材を内蔵している。
As shown in FIG. 5, in the in-subject introduction system according to the second embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment, the magnetic
図6は、本実施の形態2における受信装置29の構成を示すブロック図である。本実施の形態2では、磁場検出装置30a〜30hによって得られた磁場強度が受信装置29に対して出力される構成を有することに対応して、実施の形態1で示した構成に加え、検出磁場に基づいてカプセル型内視鏡28と磁場検出装置30a〜30hのそれぞれとの間の距離を導出する距離導出部33と、距離導出部33によって導出した距離の値と磁場検出装置30a〜30hの位置とに基づいてカプセル型内視鏡28の位置を導出する位置検出部34とを備える。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of receiving
距離導出部33は、磁場検出装置30a〜30hのそれぞれにおける検出結果に基づいて、磁場検出装置30a〜30hのそれぞれとカプセル型内視鏡28との間の距離を導出するためのものである。すなわち、カプセル型内視鏡28に備わる磁場形成部材36(後述)によって形成される磁場は、カプセル型内視鏡28から遠ざかるにつれて強度が減衰する特性を有するため、距離導出部33は、かかる特性を利用して検出磁場強度に基づいた距離導出を行う機能を有する。
The
位置検出部34は、距離導出部33によって導出された距離の値を用いてカプセル型内視鏡28の位置を導出するためのものである。具体的には、位置検出部34は、あらかじめ被検体1に対する磁場検出装置30a〜30hの位置を記憶しており、磁場検出装置30a〜30hのそれぞれの位置と、磁場検出装置30a〜30hのそれぞれとカプセル型内視鏡28との間の距離に基づいて、カプセル型内視鏡28の位置を導出している。
The
例えば、磁場検出装置30aの位置を(xa、ya、za)とし、カプセル型内視鏡28との間の距離がraである場合には、カプセル型内視鏡28の位置(x、y、z)との間に、
(xa−x)2+(ya−y)2+(za−z)2=ra 2 ・・・(1)
の関係が生ずる。このため、位置検出部34は、かかる関係を磁場検出装置30b〜30hに関しても導出することによって、カプセル型内視鏡28の位置(x、y、z)を導出することとしている。なお、x、y、zを導出するためには(1)式と同様の方程式が3個あれば可能であるが、本実施の形態2では、カプセル型内視鏡28の正確な位置検出を行う観点から、磁場検出装置30a〜30hのすべてに関する方程式を用い、最小自乗法等を用いた位置検出を行うこととしている。
For example, the position of the
(X a -x) 2 + ( y a -y) 2 + (z a -z) 2 = r a 2 ··· (1)
This relationship arises. Therefore, the
次に、カプセル型内視鏡28の構成について説明する。本実施の形態2において、カプセル型内視鏡28は、実施の形態1におけるカプセル型内視鏡2の構成に加え、位置検出用の磁場形成部材36を備えた構成を有する。
Next, the configuration of the
磁場形成部材36は、例えば棒磁石等の部材によって形成され、カプセル型内視鏡28の周囲に磁場を形成する機能を有する。位置検出に用いる磁場形成部材36としては、形成する磁場は静磁場であっても時間変動する磁場であっても良いが、被検体1内の組織を通過する際の減衰等を考慮すると、静磁場であることが好ましい。
The magnetic
また、本実施の形態2においては、磁場形成部材36は、自由空間においてカプセル型内視鏡28に対する重力の印加方向たる基準方向を規定する機能も有する。すなわち、一般に磁場を形成する部材は、カプセル型内視鏡28に備わる他の構成要素と比較して重い部材によって構成されることから、本実施の形態2ではかかる特性に着目し、特許請求の範囲における加重部材として機能させることとしている。
In the second embodiment, the magnetic
以上、実施の形態1、2に渡って本発明を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定して解釈する必要はなく、当業者であれば、様々な実施例、変形例等に想到することが可能である。例えば、実施の形態1、2では被検体内情報として被検体内画像を例として説明したが、かかる情報に限定して解釈する必要はなく、被検体内情報としては、例えば、被検体内pH値や、超音波画像等のように被検体の特性に対応した状態であれば任意のものを用いることが可能である。また、実施の形態1、2では、それぞれ加重部材として電源部、磁場形成部を用いることとしたが、これらの他の部材を用いて加重部材として機能させても良いし、複数の部材によって加重部材を構成することとしても良い。さらに、実施の形態1、2では第1撮像部19および第2撮像部21の双方を備える構成について説明したが、本発明では少なくとも第1被検体内情報取得手段を備える構成とすることによって上記した効果を奏することが可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated over Embodiment 1, 2, it is not necessary to interpret this invention limited to said embodiment, and those skilled in the art will be able to carry out various examples and modifications. Etc. can be conceived. For example, in the first and second embodiments, the in-subject image is described as an example of the in-subject information. However, it is not necessary to interpret the information limited to such information. Any value can be used as long as it corresponds to the characteristics of the subject such as a value or an ultrasonic image. In the first and second embodiments, the power supply unit and the magnetic field forming unit are used as the weighting members. However, these other members may be used as a weighting member, or may be loaded by a plurality of members. It is good also as comprising a member. Furthermore, although Embodiment 1 and 2 demonstrated the structure provided with both the 1st imaging part 19 and the 2nd imaging part 21, in this invention, it is the above by setting it as the structure provided with at least 1st in-subject information acquisition means. It is possible to achieve the effect.
磁場形成部材36が加重部材として機能することに対応して、第1撮像部19の位置等も実施の形態1と同様の工夫がなされている。すなわち、第1撮像部19に備わる光学系19cによって規定される撮像視野は、基準方向を含むよう形成され、被検体1内部に導入された際において通過経路の内壁部分を確実に撮像することを可能としている。このような構成を採用することによって、本実施の形態2にかかる被検体内導入システムは、実施の形態1と同様の利点を享受することが可能である。
Corresponding to the fact that the magnetic
1 被検体
2 カプセル型内視鏡
3 受信装置
4 表示装置
5 携帯型記録媒体
6a〜6h 受信アンテナ
9 アンテナ選択部
10 受信回路
11 信号処理部
12 制御部
13 記憶部
14 A/D変換部
15 電力供給部
19 撮像部
19a 撮像基板
19b 撮像素子
19c 光学系
19d ホルダ部材
20 照明部
21 撮像部
21a 撮像基板
21b 撮像素子
21c 光学系
21d ホルダ部材
22 照明部
23 送信部
23a 送信基板
23b 送信アンテナ
24 電源部
24a、24b 蓄電池
24c、24d 電極基板
25 外装部材
25a、25b 撮像窓
28 カプセル型内視鏡
29 受信装置
30a〜30h 磁場検出装置
31a、31b 固定部材
33 距離導出部
34 位置検出部
36 磁場形成部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Subject 2 Capsule endoscope 3 Receiving apparatus 4
Claims (8)
前記基準方向を定める加重部材と、
前記基準方向を含む範囲の被検体内情報を取得する第1被検体内情報取得手段と、
を備えたことを特徴とする被検体内導入装置。 An in-subject introduction apparatus that is formed so that gravity is applied in a predetermined reference direction in free space, and that is introduced into the subject and acquires in-subject information that is information inside the subject,
A weight member that defines the reference direction;
First in-subject information acquisition means for acquiring in-subject information in a range including the reference direction;
An intra-subject introduction apparatus characterized by comprising:
前記第1被検体内情報取得手段は、前記第2被検体内情報取得手段の情報取得対象よりも近距離の対象に関する被検体内情報を取得することを特徴とする請求項1に記載の被検体内導入装置。 A second in-subject information acquisition unit for acquiring in-subject information in a range different from the information acquisition direction in the first in-subject information acquisition unit;
2. The subject according to claim 1, wherein the first in-subject information acquisition unit acquires in-subject information related to an object at a shorter distance than the information acquisition target of the second in-subject information acquisition unit. Intrasample introduction device.
前記第1被検体内情報取得手段は、所定の受光面に対して外部から入射する光を結像する第1光学系を備え、前記第2被検体内情報取得手段は、他の受光面に対して外部から入射する光を結像する第2光学系を備え、前記第1光学系は、前記第2光学系よりも受光面に対して結像性能が最良となる物体面までの距離が短いことを特徴とする請求項2に記載の被検体内導入装置。 The in-subject information is an in-subject image acquired by imaging a predetermined area inside the subject,
The first in-vivo information acquiring unit includes a first optical system that forms an image of light incident from the outside on a predetermined light receiving surface, and the second in-vivo information acquiring unit is provided on another light receiving surface. On the other hand, the optical system includes a second optical system that forms an image of light incident from the outside, and the first optical system has a distance to the object surface that has the best imaging performance with respect to the light receiving surface than the second optical system. The in-subject introduction device according to claim 2, wherein the introduction device is short.
前記被検体内導入装置は、
前記基準方向を定める加重部材と、
前記基準方向を含む範囲の被検体内情報を取得する第1被検体内情報取得手段と、
取得された被検体内情報を含む無線信号を送信する送信手段と、
を備え、
前記受信装置は、
受信した無線信号の受信処理を行う受信回路と、
前記受信回路から出力された信号に所定の処理を行うことによって被検体内情報を抽出する信号処理手段と、
を備えたことを特徴とする被検体内導入システム。 An in-subject introduction apparatus that is formed so that gravity is applied in a predetermined reference direction in free space and is introduced into the subject to obtain in-subject information, which is information inside the subject, and the subject An in-subject introduction system comprising a receiving device that receives a radio signal transmitted from an introductory device,
The in-subject introduction device comprises:
A weight member that defines the reference direction;
First in-subject information acquisition means for acquiring in-subject information in a range including the reference direction;
Transmitting means for transmitting a wireless signal including the acquired in-subject information;
With
The receiving device is:
A receiving circuit that performs reception processing of the received radio signal;
Signal processing means for extracting in-vivo information by performing predetermined processing on the signal output from the receiving circuit;
An in-subject introduction system characterized by comprising:
前記受信装置は、
前記磁場形成手段によって形成された磁場を測定する磁場測定手段と、
前記磁場測定手段の測定結果に基づいて前記被検体内導入装置の位置を導出する位置導出手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項7に記載の被検体内導入システム。 The in-subject introduction device further has a function of forming a magnetic field for position detection, and further includes a magnetic field forming unit that functions as the weight member,
The receiving device is:
Magnetic field measuring means for measuring the magnetic field formed by the magnetic field forming means;
Position deriving means for deriving the position of the in-subject introduction device based on the measurement result of the magnetic field measuring means;
The in-subject introduction system according to claim 7, further comprising:
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